Un’altalena si dirige verso una parete d’acqua. La persona continua a dondolarsi e, pochi istanti prima dell’impatto, nella cascata si apre un varco perfettamente allineato con il suo corpo.
Non è un effetto aggiunto al video. L’installazione esiste davvero e si chiama Waterfall Swing: un progetto che combina meccanica, sensori, software, pompe ed elettrovalvole per trasformare una cascata artificiale in un ostacolo capace di aprirsi al momento giusto.
A prima vista sembra una trovata da parco divertimenti. In realtà è un’interessante opera di arte interattiva, costruita intorno a un problema tutt’altro che banale: prevedere con sufficiente precisione il movimento di un’altalena e interrompere la caduta dell’acqua prima che la persona raggiunga la parete.
Come funziona la Waterfall Swing
La cascata viene prodotta da una struttura collocata sopra il percorso dell’altalena. Al suo interno si trovano numerose elettrovalvole, chiamate anche solenoidi, che possono essere aperte e chiuse separatamente.
Quando tutte le valvole sono attive, l’acqua forma una parete apparentemente continua. Il sistema deve però capire in quale punto e in quale momento creare l’apertura.
Per farlo utilizza degli encoder rotativi montati sull’asse dell’altalena. Questi sensori rilevano informazioni come l’angolo, la direzione e la velocità dell’oscillazione. I dati vengono inviati a un computer, che calcola la traiettoria prevista della persona.
Il software chiude quindi soltanto le valvole situate sopra il punto in cui passerà il corpo. L’acqua già in caduta continua il suo percorso, mentre l’interruzione prodotta in alto si sposta verso il basso fino a creare il varco necessario.
Il principio è descritto anche nel sito ufficiale della Waterfall Swing, che parla di aperture prodotte controllando il percorso dei partecipanti attraverso encoder collocati nell’asse dell’altalena.
Perché il sistema deve anticipare il movimento
La cascata non può reagire nel momento esatto in cui la persona la raggiunge. Sarebbe troppo tardi.
Tra la chiusura di una valvola e l’arrivo dell’interruzione nel punto attraversato dall’altalena trascorre infatti un breve intervallo. L’acqua che è già uscita dagli ugelli deve continuare a cadere per effetto della gravità.
Il computer deve quindi lavorare in anticipo: rileva il movimento, stima dove si troverà la persona e ordina alle valvole di chiudersi prima del suo arrivo.
È questa previsione, più che la semplice apertura dell’acqua, a rendere interessante il progetto. La Waterfall Swing non “vede” la persona e non utilizza un sistema di riconoscimento: calcola il movimento di un oggetto che segue una traiettoria relativamente regolare.
Centinaia di valvole controllate singolarmente
Il numero esatto delle valvole non sembra essere uguale in tutte le versioni costruite nel corso degli anni.
Una descrizione tecnica del progetto parla di 384 elettrovalvole controllate indipendentemente, alimentate da un tubo di distribuzione largo quattro pollici. Una precedente ricostruzione pubblicata nel 2013 ne indicava invece 273, probabilmente riferendosi a una diversa configurazione dell’installazione.
È quindi più corretto parlare di centinaia di valvole, il cui numero varia in funzione delle dimensioni e della versione della struttura. (Crosslab/Collab, FreshWater Cleveland)
Ogni valvola controlla una piccola porzione della cascata. Aprendone e chiudendone molte in rapida sequenza, il sistema può creare un varco della forma e della larghezza necessarie al passaggio.
Da una stampante d’acqua a un’altalena
L’idea nacque dopo che Ian Charnas mostrò agli altri progettisti il video di una cosiddetta “stampante d’acqua” installata in un centro commerciale giapponese.
Questi impianti interrompono selettivamente i getti per creare simboli e forme durante la caduta. Andrew Ratcliff ebbe l’intuizione di far attraversare a una persona uno dei varchi prodotti nella parete d’acqua. L’altalena offriva una traiettoria ripetibile e sufficientemente prevedibile per mettere alla prova il concetto.
La prima Waterfall Swing fu realizzata da Mike O’Toole, Andrew Ratcliff, Ian Charnas e Andrew Witte, con competenze rispettivamente legate alla meccanica, alla gestione, all’elettronica e al software.
Secondo la ricostruzione pubblicata da Andrew Ratcliff, il gruppo costruì la prima versione in circa un mese grazie a un finanziamento di Maker Faire. L’installazione fu presentata nel 2011 alla Bay Area Maker Faire e acquistò grande notorietà dopo la diffusione online di uno dei primi video.
La cascata funziona anche come un display
Le valvole possono fare molto più che aprire uno spazio per l’altalena.
Attivandole secondo sequenze programmate, la struttura può produrre cuori, spirali, lettere e altre forme nella caduta dell’acqua. Ian Charnas mostra sul proprio sito alcune di queste “stampe liquide”, generate controllando separatamente i getti. (Ian Charnas)
Il principio ricorda quello di un display, anche se il comportamento è molto diverso da quello di uno schermo tradizionale.
Ogni valvola rappresenta una sorta di pixel orizzontale. Il movimento verticale non viene invece prodotto da righe di pixel, ma dalla gravità: ogni sequenza d’acqua cade verso il basso mentre quella successiva viene generata sopra di essa.
Il disegno esiste quindi soltanto per pochi istanti e continua a deformarsi mentre precipita. Il software deve calcolare non soltanto quali valvole aprire, ma anche l’ordine e il momento esatto in cui azionarle.
L’acqua viene riciclata?
Nelle configurazioni descritte pubblicamente, l’acqua viene raccolta in una vasca alla base della struttura e pompata nuovamente verso il tubo di distribuzione superiore. Non viene quindi utilizzata una cascata continua di acqua potabile destinata immediatamente allo scarico.
La descrizione tecnica riportata da Crosslab/Collab parla esplicitamente di acqua ricircolata dalla vasca attraverso le valvole. (Crosslab/Collab)
Questo non rende però l’installazione priva di consumi. Le pompe richiedono energia, mentre spruzzi, evaporazione e acqua trasportata fuori dalla vasca devono essere compensati. Sono inoltre necessari filtraggio, pulizia e controllo della qualità dell’acqua, soprattutto quando l’opera viene utilizzata da molte persone durante un evento.
Non risultano pubblicati dati affidabili sui consumi complessivi delle diverse installazioni. Sarebbe quindi scorretto proporre cifre precise o presentare il progetto come completamente sostenibile.
Non è una normale giostra
La Waterfall Swing nasce come installazione artistica interattiva, non come prodotto destinato ai normali parchi pubblici.
Il suo effetto deriva soprattutto dalla percezione del rischio. Chi si trova sull’altalena vede una barriera reale avvicinarsi e deve affidarsi a un sistema che la farà scomparire soltanto pochi istanti prima del passaggio.
L’acqua, inoltre, non viene eliminata completamente. Il varco si forma soltanto lungo la traiettoria prevista, mentre il resto della cascata continua a cadere.
Questo contrasto tra ostacolo e apertura ha consentito al progetto di attirare l’attenzione di festival, programmi televisivi e manifestazioni internazionali. La Waterfall Swing è stata installata negli Stati Uniti, nei Paesi Bassi, in Austria e in Australia.
Una versione larga circa 12 metri, dotata di quattro postazioni e di una piattaforma accessibile alle persone in sedia a rotelle, debuttò al Sydney Festival nel 2015.
I limiti di un’installazione così complessa
Lo spettacolo visivo nasconde una macchina che deve essere calibrata con grande attenzione.
La precisione dipende dalla corretta lettura degli encoder, dalla previsione del software, dalla risposta delle elettrovalvole e dalla regolarità del flusso d’acqua. Anche la posizione del partecipante sull’altalena e il modo in cui oscilla possono influenzare il margine disponibile.
Pompe, tubazioni, ugelli e valvole richiedono inoltre manutenzione. Sporco, calcare o impurità potrebbero alterare il flusso oppure impedire a una valvola di chiudersi correttamente.
Non sono disponibili dati pubblici sufficienti per quantificare costi di gestione, frequenza dei guasti o rumorosità dell’impianto. Possiamo però ragionevolmente considerare questi aspetti tra le principali complessità operative di una struttura mobile composta da acqua, elettronica e numerosi componenti meccanici.
E anche quando tutto funziona correttamente, qualche schizzo rimane possibile: la Waterfall Swing riduce drasticamente il contatto con la cascata, ma non deve essere interpretata come una garanzia assoluta di restare completamente asciutti.
Guarda la Waterfall Swing in azione
Il funzionamento si comprende soprattutto osservando la struttura in movimento.
Nel video realizzato durante la World Maker Faire si vede la parete d’acqua aprirsi lungo la traiettoria delle persone e richiudersi subito dopo il passaggio.
Guarda il video della Waterfall Swing su YouTube
In WordPress incorpora qui il video YouTube, eliminando questa istruzione prima della pubblicazione.
Quando la tecnologia trasforma un oggetto comune
La Waterfall Swing non utilizza intelligenza artificiale, robotica avanzata o materiali futuristici. Nasce dall’integrazione precisa di componenti relativamente comuni: sensori, pompe, valvole, software e una normale altalena.
È lo stesso principio che ritroviamo in altre invenzioni capaci di reinventare oggetti familiari. Le Loopwheels, per esempio, hanno sostituito i tradizionali raggi della bicicletta con elementi capaci di assorbire gli urti, mentre la Kodama Zome ha trasformato l’amaca in una struttura sospesa di design.
La Waterfall Swing aggiunge però un elemento particolare: non modifica soltanto l’oggetto, ma costruisce intorno a esso un’esperienza fatta di attesa, movimento e sorpresa.
È una tecnologia nata oltre quindici anni fa, ma conserva ancora oggi una notevole forza visiva. Non perché abbia cambiato il nostro modo di usare le altalene, ma perché dimostra quanto possa diventare sorprendente un’idea semplice quando meccanica e software lavorano con il giusto tempismo.
Domande frequenti sulla Waterfall Swing
Come fa la Waterfall Swing a non bagnare chi la usa?
Gli encoder rilevano il movimento dell’altalena e inviano i dati a un computer. Il software prevede il punto in cui passerà la persona e interrompe temporaneamente i getti presenti lungo quella traiettoria.
Quante valvole utilizza?
Il numero varia in base alla versione. Alcune fonti descrivono installazioni con 273 o 384 elettrovalvole, mentre versioni successive potrebbero averne utilizzate molte di più.
L’acqua viene sprecata?
L’acqua viene raccolta in una vasca e rimessa in circolo attraverso delle pompe. Rimangono comunque consumi energetici e perdite dovute a evaporazione, spruzzi e utilizzo dell’installazione.
Chi ha progettato la Waterfall Swing?
Il progetto è stato realizzato da Mike O’Toole, Andrew Ratcliff, Ian Charnas e Andrew Witte.
Quando è stata presentata?
La prima versione fu presentata nel 2011 alla Bay Area Maker Faire, negli Stati Uniti.
La Waterfall Swing è ancora in funzione?
Il progetto è stato portato in numerosi eventi internazionali. Il sito ufficiale è ancora online, ma non pubblica un calendario aggiornato che permetta di confermare future installazioni.
È impossibile bagnarsi?
No. Il sistema è progettato per creare un varco nella cascata, ma spruzzi, vento o variazioni nel movimento possono comunque far arrivare qualche goccia sulla persona.
La cascata può produrre immagini?
Sì. Controllando separatamente le valvole, il sistema può generare per pochi istanti cuori, spirali, lettere e altri disegni nella caduta dell’acqua.
